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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL ESTUDO DO TEMPO DE EMBEBIÇÃO DE SEMENTES PARA O MÉTODO DE CONDUTIVIDADE ELÉTRICA PARA ANALISE DA VIABILIDADE E VIGOR DAS SEMENTES DE Caesalpinia ferrea MARTIUS, Pterogyne nitens TUL E Copaifera langsdorffii DESF Aluno: Iara da Conceição Farias Martins Linha de Pesquisa: Tecnologia de Sementes Florestais Orientadora: M.SC. Juliana Martins de Mesquita Co-Orientadora: DraRosana de Carvalho Cristo Martins Trabalho de pesquisa apresentado ao Departamento de Engenharia Florestal da Universidade de Brasília como parte das exigências para obtenção do título de Engenheiro Florestal. Brasília - DF, julho de 2011. 1 UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL ESTUDO DO TEMPO DE EMBEBIÇÃO DE SEMENTES PARA O MÉTODO DE CONDUTIVIDADE ELÉTRICA PARA ANALISE DA VIABILIDADE E VIGOR DAS SEMENTES DE Caesalpinia ferrea MARTIUS, Pterogyne nitens TUL E Copaifera langsdorffii DESF. Discente: Iara da Conceição Farias Martins Menção: _______ Banca Examinadora ___________________________________ MSc. Juliana Martins de Mesquita Matos Orientadora ____________________________________ Prof.ª Dra. Rosana de Carvalho Cristo Martins Co-orientadora ___________________________________ Prof.º Dr. Ildeu Soares Martins Examinador Brasília, 08 de julho de 2011. 2 “E ainda que tivesse o dom de profecia, e conhecesse todos os mistérios e toda a ciência, e ainda que tivesse toda fé, de maneira tal que transportasse os montes, e não tivesse amor, nada seria. ” I Corintios 13, versículo 2. 3 Dedico esse trabalho a minha família e amigos. 4 AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar agradeço ao ser mais importante de nossas vidas, a Deus, por sempre me ampara quando mais preciso. A minha mãe Eva que me pós no mundo, mas principalmente a minha mãe Dalva por te me proporcionado essa minha nova vida e de esta onde estou agora. As minhas irmãs Áurea e Keilla que sempre me ajudam quando necessito e por serem ótimas irmãs. Aos meus irmãos Carlos, Túlio e Marcos pelo simples fato de serem meus irmãos e me ajudarem quando preciso. Aos meus irmãos Kátia e Diélio, e também minha avó, porque devido a eles não desisti dos meus objetivos. Ao meu namorado Carlos Henrique por sua paciência, carinho e compreensão nos momentos de alegrias e angustias, além da imensa ajuda com minha monografia. Ao meu primo Luciano Costa que me ajudou achar alguns artigos necessários a essa monografia. As minhas queridas amigas Clarissa, Luana e Criscian que estiveram sempre do meu lado seja na alegria seja na tristeza...Amo vocês! A todos os meus Amigos floresteiros Bob (Pedro Augusto), Fábio, Goiano (Alexandre), Daniela Rubim, Ângela, Gelão (Ângelo), Kleber, Luís, Biscoito (Pedro Henrique), Lilian, Jojo (Wescley), Luana, Clarissa, Criscian, Tito (Thyago), Cadu (Carlos Eduardo que apesar de ter mudado de curso ainda continuou conosco), Flaviane, Bruna Lobo, Massamu (Daniel Castro) e Soneca (Felipe Volaco). A minha orientadora Juliana Martins por sua dedicação em me ajudar para que eu obtivesse sucesso. A professora Rosana Martins por permitir que eu usufruísse de sua sapiência. A Daniela Vasconcelos, Técnica do laboratório de Sementes, por sua paciência e ajuda nos ensaios. Ao professor Ildeu por se disponibilizar a ajudar com a análise estatística. 5 A todas as pessoas que cruzaram meu caminho e contribuíram para minha conquista. 6 RESUMO A necessidade de se obter plantios de mudas mais homogêneas e de qualidade fez com que houvesse o desenvolvimento de testes que fossem menos morosos e que troussem resultados rápidos e confiáveis a respeito do vigor e viabilidade das sementes florestais. Dentre esses testes estão o de condutividade elétrica e de tetrazólio. Ambos são testes bioquímicos capazes de avaliar as alterações bioquímicas associados ao vigor de sementes. O objetivo desse trabalho foi verificar o melhor tempo de embebição para as espécies Caesalpinia férrea Martius , Copaifera langsdorffii Desf e Pterogyne nitens Tul a fim de aplicar o teste de condutividade elétricas (CE) e verificar o seu vigor e classificá-las como viáveis ou inviáveis; alem disso, aplicar o teste de tetrazólio (TZ) para compensação com os resultados obtidos no teste de condutividade elétrica. Para melhor verificar e obter resultados confiáveis no teste de condutividade elétrica, as sementes foram desinfetadas em hipoclorito de sódio a 1%, e após isso secas ao ar e por fim foram embebidas em água destiladas individualmente em copos de 25 mL. Depois, foram conduzidas a Câmara de Germinação com temperatura constante de 250C nos tempos de 30, 60,90 e 120 minutos. Foram cinco repetições com 20 unidades de amostragem para cada tratamento de cada espécie. As sementes obtidas do testes de CE foram levadas para teste de TZ de concentração a 1% por 24h a 250C verificou-se que a maioria dos resultados desse teste teve correspondência com o teste de CE. Para avaliar o melhor tempo de embebição para o teste de condutividade elétrica, aos resultados foram aplicados a analise de variância e a decomposição em polinômios ortogonais para os dados de CE em função do tempo, com a finalidade de se encontrar o melhor tempo de embebição para as espécies Caesalpinia férrea Tul, Pterogyne nitens Matius e Copaifera langsdorffii Desf, o melhor modelo foi CE = 9,0975 – 0,2197*t + 0,00342*t2 – 0,000015*t3; CE = 0,4550 + 0,1219*t -0,00065*t2; CE = 13,3528 + 0,084477*t – 0,00043*t2, respectivamente, Assim, observou –se que o tempo de embebição pode variar de espécie para as espécies. Palavras chaves: testes bioquímicos, pau ferro, copaíba, amendoim bravo. 7 ABSTRACT The necessity to obtain the best homogeny and quality seedlings made the development of test that was less time-consuming and bring results fast and reliable for vigor and viability of forest seeds. Among these tests, there are electrical conductivity test and tetrazolium test. Both tests are biochemical tests that are able to evaluate the biochemical alterations associated with the vigor of seeds. The objective of this work was to verify the most ideal soaking time for three arboreal species tree Caesalpinia férrea Martius, Copaifera langsdorffii e Pterogyne nitens Tul in order to apply the electrical conductivity test (CE) and analyze its vigor and classify this seeds in viable or unviable, moreover, to apply the tetrazolium’s test (TZ) to check the results obtained of the compensation received electrical conductivity test. The seeds were sterilized with sodium hypochlorite 1% and after that, the seeds were air dried and finally they were taken to germination chamber at constant temperature of 250C in times of 30, 60, 90 and 120 minutes. The electrical conductivitywas realized in five repetitions of 20 sampling units for each treatment in each species. The seeds submitted to test of CE were taken to test of TZ concentration o 1% to 24h to 250C. The results of test of CE were taken to TZ test and found that most of the results of this test correspondence to that of CE. To evaluate the best soaking time for electrical conductivity, to results was apply the variance analyze end decomposed in orthogonal polynomials to Caesalpinia férrea Tul, Pterogyne nitens Matius and Copaifera langsdorffii and the best equation model that was CE = 9,0975 – 0,2197*t + 0,00342*t2 – 0,000015*t3; CE = 0,4550 + 0,1219*t - 0,00065*t2; CE = 13,3528 + 0,084477*t – 0,00043*t2, respectively . So, it observed that the soaking time may vary to specie to species. Keywords: biochemical test, wood iron, copaiba, wild peanut. 8 SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 14 2. OBJETIVOS ............................................................................................................................. 15 2.1 OBJETIVO GERAL .............................................................................................................. 15 2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................. 16 3.HIPOTESE ................................................................................................................................ 16 4. REVISÃO BIBLIOGRAFICA .............................................................................................. 17 4.1 SEMENTE.............................................................................................................................. 17 4.2 COMPONENTES BASICOS DA SEMENTE .................................................................... 17 4.2.1 EMBRIÃO ........................................................................................................................... 17 4.2.2 ENDOSPERMA ................................................................................................................. 18 4.2.3 TEGUMENTO .................................................................................................................... 18 4.2.4 TIPOS DE SEMENTES QUANTO A DORMÊNCIA ................................................... 21 4.3 MÉTODOS PARA A QUEBRA DE DORMÊNCIA DA SEMENTE ................................ 22 4.4 ARMAGENAGEM DE SEMENTES ................................................................................... 24 4.5 A ÁGUA E O PERÍODO DE EMBEBIÇÃO DE SEMENTES ......................................... 25 4.6 TESTES DE VERIFICAÇAO DO VIGOR E VIABILIDADE DAS SEMESTES ............ 28 4.6.1 TESTE DE CONDUTIVIDADE ELÉTRICA ................................................................... 28 4.6.2 TESTE DE TETRAZÓLIO ................................................................................................ 30 4.7 SEMENTES FLORESTAIS EMPREGADAS .................................................................... 32 4.7.1. Caesalpinia férrea Martius (Pau Ferro) ....................................................................... 32 4.7.2. Pterogyne nitensTul (Amendoim Bravo) ..................................................................... 33 4.7.3. Copaifera langsdorffii Desf. (Copaíba) ........................................................................ 35 5- MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................................... 38 5.1 COLETA DAS SEMENTES .......................................................................................... 38 5.2 TESTE DE CONDUTIVIDADE ........................................................................................... 38 5.3 TESTE DE TETRAZÓLIO ............................................................................................. 40 9 6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................................... 40 6.1 Resultados do teste de condutividade elétrica e teste de tetrazólio para Caesalpinia férrea Martius ............................................................................................................................... 41 6.2 Resultados do teste de condutividade elétrica e teste de tetrazólio para Pterogyne nitens Tul....................................................................................................................................... 46 6.3 Resultados do teste de condutividade elétrica e teste de tetrazólio para Copaifera langsdorffii Desf. .......................................................................................................................... 50 7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES.............................................................................. 57 8.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................................... 58 10 LISTA DE QUADROS Quadro 1. Intervalos do teste de condutividade elétrica da semente de Caesalpinia férrea Martius...................................................................................41 Quadro 2. Percentual por tratamento de sementes viáveis para o teste de condutividade elétrica...........................................................................................42 Quadro 3. Resultados do teste de variância para todos os tempos de embebição para Caesalpinia férrea Martius. .........................................................................42 Quadro 4. Intervalos do teste de condutividade elétrica da semente de Pterogyne nitens Tul. ..........................................................................................46 Quadro 5: Percentual de sementes de Pterogyne nitens Tul.viáveis por tratamento (tempo de embebição). .....................................................................47 Quadro 6. Resultados da Analise de Variância dos diversos tratamentos de embebição de Pterogyne nitens Tul. ...................................................................48 Quadro 7. Intervalos do teste de condutividade elétrica da semente de Copaifera langsdorffii para diversos tempos de embebição. ...............................................51 Quadro 8. Total percentual das sementes consideradas viáveis para Copaifera langsdorffii............................................................................................................52 Quadro 9. Resultados da análise de variância para os diversos tempos de embebição para Copaifera lansdorffii. .................................................................52 11 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Esquema mostrando as regiões básicas da semente (Fonte: Google imagem). .............................................................................................................20 Figura 2.Estrutura de uma semente de leguminosa. (Fonte: ESAU,2002). .......21 Figura 3. A: Caesalpinia férrea, B: Caule e C: inflorescência (Fonte: Google imagens) ..............................................................................................................33 Figura 4. A: folha composta; B: fruto seco com sementes; C: sementes – Caesalpinia ferrea. (Fontes: GALDINO, G.,FERRAZ, I. D. K. Mesquita, M.R. Descrição morfológica da plântula e diásporos de Caesalpinia ferrea Mart. Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, supl. 2, p. 747-749, jul. 2007) ...................................................................................................................33 Figura 5. Arvores, e semente alada e flores de Pterogyne nitens (Fonte: Google imagens). .............................................................................................................35Figura 6. Arvore, flores, caule e corte da madeira, e frutos de Copaifera langsdorffii (Google imagens). ............................................................................37 Figura 7. A: condutivimetro de bancada; B: sementes embebidas em água destilada de Copaifera langsdorffii; C: sementes embebidas em água destilada de Caesalpinia ferrea;D: sementes embebidas em água destilada de Pterogyne nitens. ..................................................................................................................39 Figura 8. Recipientes com solução de tetrazolio. ...............................................40 Figura 9. Gráfico representado o comportamento das variáveis CE x Tempo (tempo de embebição) para a analise de regressão cúbica. ..............................43 Figura 10. Sementes inviáveis de Caesalpinia.ferrea Martius do tempo de embebição 30 min........................................................................................................................43 Figura 11. Sementes com intervalo de valores 5-5,99 μS/cm/ g, inviáveis, de CE conduzidos ao teste de tetrazólio.........................................................................44 12 Figura 12. A: sementes inviáveis do tratamento 90min, valores acima de 7 μS/cm/g e B: sementes com tegumento muito rígido que foram conduzidas novamente a solução de tetrazólio.......................................................................45 Figura 13. Sementes viáveis para o tratamento 120min.....................................45 Figura 14. A: Casca com membrana transparente; B: casca; C: membrana transparente protetora do cotilédone...................................................................46 Figura 15. Gráfico mostrando o comportamento das variáveis CE por tempo de embebição realizado na analise de regressão quadrática para Pterogyne. nitens....................................................................................................................48 Figura 16. Sementes inviáveis de Pterogyne nitens para o tratamento de 60 minutos, tempo de embebição.............................................................................49 Figura 17. A: semente inviável. B: semente viável- tratamento 90min................50 Figura 18. Sementes viáveis para o teste de tetrazólio.......................................50 Figura 19. Sementes de Copaifera langsdorffii embebidas em água destiladas demonstrando a liberação de exudado (copos com coloração mais escura)......51 Figura 20. Gráfico do comportamento das variáveis CE em função do tempo de embebição realizado na analise de regressão quadrática para Copaiferra langsdorffi.............................................................................................................53 Figura 21. Sementes classificas como: -A: sementes viáveis; -B: sementes inviáveis, quando submetidas ao tetrazólio por um período de 24h para o tratamento 30minutos de embebição...................................................................54 Figura 22. Sementes classificadas como viveis e inviáveis após serem aplicadas ao teste de tetrazólio por 24h para o tempo de embebição 60min. A: Sementes com alta taxa de respiração- inviável; B: sementes viáveis; C: sementes inviáveis................................................................................................................54 Figura 23. Sementes inviáveis do tratamento 90min de embeição após serem embebidas na solução de tetrazólio.....................................................................55 13 Figura 24. No circulo: sementes viáveis, todas as outras são inviáveis após aplicação do teste de tetrazólio para o tratamento de 120min de embebição.....55 14 1.INTRODUÇÃO Segundo Rodo et al (2000), o teste de germinação, uma atividade corriqueira em um laboratório para avaliar e analisar o potencial fisiológico das sementes, não está satisfazendo completamente os pesquisadores, produtores de sementes, agricultores, e tecnologistas, há vários anos, pois as informações fornecidas e obtidas sob condições de ambiente controlados podem superestima a qualidade do teste e mediante a essa conseqüência foram desenvolvidos teste de vigor com o intuito de identificar possíveis diferenças no potencial fisiológico de lotes de sementes que podem apresentar uma semelhante germinação. Diante do desejo, na prática florestal, de se obter homogeneidade em tamanho e tempo na formação da muda das espécies florestais que apresentam sementes com alto grau de dormência, característica comum entre muitas essências florestais, pesquisas em metodologias em análise de sementes florestais tem grande importância nas pesquisas em tecnologia de sementes, pois fornecem informações quanto a qualidade fisiológica do lote de sementes com o intuito de preservar e utilizar as mudas para diversos fins. O teste de germinação é moroso e por isso são necessários investimentos em testes alternativos que sejam rápidos e eficientes, principalmente quando se diz respeito às sementes florestais, pois a maioria das sementes de espécies florestais possui um longo período tempo para germinar. Mediante a dificuldade de germinar das espécies florestais os testes alternativos, como o teste de condutividade elétrica e o de tretazólio estão sendo aplicados em laboratórios de sementes, sob condições controladas, com a finalidade de definir o vigor e a viabilidade destas. As exigências para avaliar o vigor de sementes são a obtenção de resultados confiáveis em um breve período de tempo para que possa haver tomadas de decisões em relação a operações de colheita, processamento e comercialização (DIAS & MARCOS FILHOS, 1996). Essas exigências e tomadas de decisões são geralmente relacionadas às sementes agrícolas, mas podem ser perfeitamente adaptadas as sementes florestais. 15 No teste de condutividade os valores obtidos advêm por conta da desorganização da membrana celular e a diminuição da capacidade respiratória e biossintética. Diante desses dois processos os eletrólitos são liberados na água de embebição sendo a intensidade da corrente elétrica desses eletrólitos medidos tanto pelo método massal, quanto pelo método individual. Os resultados dos testes de condutividade podem ser afetados pela qualidade da água, quantidade de sementes testadas, temperatura, tempo de embebição e grau de umidade. Além do teste de condutividade, também há o teste de tetrázolio que assim como o primeiro teste este também é considerado um teste indireto fornecedor de resultados rápidos e é capaz de avaliar a viabilidade e o vigor das sementes além de identificar fatores influentes a qualidade das sementes quanto aos danos mecânicos e os provocados pela secagem, ataque de insetos e deterioração por umidade (BHÉRING et al., 1996; FRANÇA NETO, 1999). Nesse teste o sal de tetrazólio penetra nas sementes após estas serem escarificadas, se necessário, e quando entra em contado com os tecidos vivos das sementes os mesmo ficam coloridos, cor rosa carmim. Mas os tecidos mortos e danificados não ganham essa coloração e os tecidos das sementes que estão danificas quando estão com alta taxa de respiração ficam bastante coloridos, ficando com rosa- carmim forte, indicado que a semente esta morrendo. Mediante ao que já fora supracitado, as espécies selecionadas nesse trabalho estão sendo estudadas devido possuírem características semelhantes como serem sementes ortodoxas, ou seja, possuírem dormência difícil de ser quebradas, pois possuem tegumento rígido, sendo estas Caesalpinia férrea Martius (Pau Ferro), Copaifera langsdorffii (Copaíba) e Pterogyne nitensTul (Amendoim Bravo). 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GERAL 16 O intuito desse trabalho é analisar o tempo de embebição de sementes florestais a fim de aplicar o testede condutividade elétrica das sementes das espécies Caesalpinia férrea Martius (Pau Ferro), Copaifera langsdorffii (Copaíba) e Pterogyne nitens Tul (Amendoim Bravo) e de verificar, ainda, o vigor e viabilidade da sementes destas espécies e também aplicar o teste de tetrezólio para comparação dos resultados obtidos com o teste de condutividade elétrica. 2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Verificar a viabilidade e vigor, das sementes das espécies selecionadas, por meio do teste de condutividade. Analisar a viabilidade das sementes que possuírem valores altos quanto à liberação de eletrólitos no teste de condutividade através do teste de tetrazólio. Estabelecer através das equações os melhores tempos de embebição para cada espécie. 3. HIPÓTESE O teste de tetrazólio e o de condutividade elétrica são testes que podem fornecer resultados rápidos em relação à análise de vigor e viabilidade de sementes para as espécies estudadas e o tempo de embebição de sementes é um fator relevante para o teste de condutividade. 17 4. REVISÃO BIBLIOGRAFICA 4.1 SEMENTE Defini-se semente como o óvulo maduro das plantas gimnospermas ou angiospermas, ou seja, já é o óvulo já fecundado e este é formada por tegumento (casca), embrião e pelo endosperma, o qual envolve o óvulo. Vidal e Vidal (1999) diz que semente é o óvulo desenvolvido após a fecundação, que tem embrião, contendo ou não reserva nutritiva e o óvulo é protegido pelo tegumento. Segundo a LEI No 10.711, DE 5 DE AGOSTO DE 2003, Art. 2o, inciso XXXVIII, entendeu como semente o material de reprodução vegetal de qualquer gênero, espécie ou cultivar, proveniente de reprodução sexuada ou assexuada, que tenha finalidade específica de semeadura. Para a formação e maturação das sementes a água exerce função importante para o desenvolvimento destas, alem disso, no que se refere à conservação e germinação, modificações no conteúdo de água podem definir o comportamento das sementes, no final da maturação (BARBEDO & MARCOS- FILHO, 1998). Para as sementes de espécies cultivadas e determinadas espécies arbóreas florestais a dessecação- rápida redução da quantidade de água no interior da semente de cerca de 40% a 50% cai para 15% a 20%- é um acontecimento natural, mas pode ser desfavorável para outras espécies (VILLELA & MARCOS FILHO, 1998, BARBEDO & MARCOS FILHO, 1998). 4.2 COMPONENTES BASICOS DA SEMENTE 4.2.1 EMBRIÃO O embrião, Figura 1, desenvolve-se no interior do ovulo e geralmente por meio da oosfera fertilizada ou zigoto. Mesmo parecendo que o crescimento http://legislacao.planalto.gov.br/legisla/legislacao.nsf/Viw_Identificacao/lei%2010.711-2003?OpenDocument 18 inicial do embrião pareça seguir um plano simples, na maioria das dicotiledôneas, a primeira divisão do zigoto diplóide (este proveniente da fusão do microgameta com a oosfera) apresenta seqüência de desenvolvimento, duas células, das quais a que esta próxima a micrópila- célula proximal- é a parte inferior do embrião e a outra- célula distal- parte superior, ou seja, o embrião apresenta polaridade, um pólo radicular e um caulinar (ESAU, 2002). A quantidade de água na semente após a fertilização do óvulo é cerca de 80% e esse teor diminui gradativamente quando o embrião vai se desenvolvendo até atingir a maturidade fisiológica (CASTRO et al. 2004). 4.2.2 ENDOSPERMA O endosperma (Figura1) originado do resultado da fusão de dois núcleos polares do saco embrionário com um núcleo gamético do tubo polínico, em angiosperma (ESAU, 2002) possui dois padrões de desenvolvimento o nuclear no qual ocorre multiplicação de núcleo sem que seja uma imediata citoquinese e a celular na qual há divisões que estão relacionadas à citoquinese (cf. SWAMY & GANAPATHY,1957). A longevidade do endosperma depende do material que este armazena em seu tecido e o material mais comum é o amido. Acredita-se que existe uma relação nutricional entre o endosperma e o embrião e foi observado que os tecidos acumulam amido após a polinização, mas depois sofre destruição no decorre do desenvolvimento do embrião. O endosperma, nas fases iniciais, parecer ser quem alimenta, ou seja, transmite material nutritivo dos óvulos ao embrião. Depois disso este é parcialmente ou totalmente destruído, o restante do material nas sementes com albúmem, não destruído, é utilizado na geminação (ESAU, 2002). 4.2.3 TEGUMENTO 19 Tegumento (vide Figura 1) é o revestimento protetor da semente e se origina dos integumentos dos óvulos. Algumas sementes o tegumento pode ser constituído por duas partes a testa, parte externa e espessa, e o tégmen ou tegma, parte interna e delgada e a resistência, em geral, esta relacionada com a consistência do pericarpo. Características específicas do óvulo como espessura dos tegumentos e arranjo do tecido vascular, provocam mudanças na estrutura da testa. Modificações sofridas pelos tegumentos durante o desenvolvimento e maturação da semente também são fatores que corroboram para variações na estrutura (ESAU, 2002) Alguns tegumentos apresentam impermeabilidade muito alta e devido à influência na germinação, não só em sementes de leguminosas como em outras sementes de angiospermas, as camadas cuticulares nas sementes apresentam interesses para os estudos visto que essas camadas são originadas nas cutículas do óvulo, o qual quando jovem é revestido por uma cutícula e que após o desenvolvimento do tegumento ou tegumentos, duas ou três camadas são distintas, o tegumento e o nucelo. No desenvolvimento do tegumento ocorre a destruição de tecidos tegumentares que leva a justaposição das inúmeras cutículas de uma forma que o embrião e o endosperma podem vir a ser envolvidos por uma bainha cuticular proeminente interrompida apenas ao nível do hilo, quando não em fusão. Assim sendo, pode-se afirmar que a epiderme externa é repetidamente provida de cutícula (ESAU, 2002). Um outro fator importante a ser observado nas sementes de Leguminosae, Figura 2, devido a estudos freqüentes realizados, é que dos dois tegumentos observados nos estudos, o interno desaparece durante a ontogênese, mas o externo (a epiderme) permanece unisseriada e origina a camada paliçádica, características das sementes das leguminosas. Essa camada é formada por esclereídeos – macroesclereídeos, ou células de Malpighi com paredes desigualmente espessas e duas camadas em paliçadas e esta também pode ocorrer na região do hilo e na camada mais externa deriva do funículo. Por sua estrutura, em certas sementes duras, ser considerada a causa do alto grau de impermeabilidade e afetar a capacidade de germinação da 20 semente despertou maior atenção, pois a chamada linha lúcida das células em paliçadas é considerada como uma região particularmente impermeável e que experimentos já realizados relacionados à entrada de corante na semente não lesada mostra que a linha lúcida demonstra ser uma barreira a passagem do corante (ESAU, 2002). Figura 1. Esquema mostrando as regiões básicas da semente (Fonte: Google imagem). 21 Figura 2. Estrutura de uma semente de leguminosa. (Fonte: ESAU,2002). 4.2.4 TIPOS DE SEMENTES QUANTO A DORMÊNCIA As sementes são classificadas como ortodoxas e recalcitrantes. Segundo Kermode (1997), as sementes ortodoxas, a mediada em que vão amadurecendo, começam a perde água pelos seus tecidos, devido a esse processo alterações metabólicas e estruturais levam à tolerância à dessecação às sementes e essa tolerância pode favorecer a funcionalidade e integridade dos tecidos, principalmente quando as sementes são reidratadas, antes do crescimento e desenvolvimento do embrião, no período de germinação. Foi observado que sementes ortodoxas, possuindo o mesmo teor de água, quando em mesmas condições climáticas podem apresentar potenciais hídricos diferentese assim existindo diferenças na sua velocidade de deterioração. Mediante a isso deve- se criar habilidades que possa reparar possíveis danos causados pela absorção de água pelos tecidos das sementes, já que se é criado mecanismos para superar as alterações provocadas pela perda de água no interior das células da semente. Sementes ortodoxas por serem tolerantes a dessecação podem ser conservadas sob baixa temperatura por um período prolongado (ROBERTS, 22 1973). Já as recalcitrantes são as sementes sensíveis a dessecação até os graus de umidade entre 15% a 20%. Por estas apresentarem variações na tolerância das sementes de diferentes espécies (FARRANT et al. 1988) foi proposto a classificação desta como altamente, moderadamente e minimamente recalcitrantes, no entanto foi observado que a dessecação não é absoluta, apresentando gradientes mesmo entre a espécie de mesmo gênero. Mediante ao que foi supracitado, alguns autores incluíram a classe intermediaria entre as ortodoxas e as recalcitrantes (ELLIS et al. 1990, HONG & ELLIS, 1996). É durante o seu desenvolvimento que as sementes ortodoxas adquirem progressivamente a resistência dessecação, antes severa redução no seu conteúdo de água, porem não podendo afirmar se a tolerância é fruto da redução de água ou a resposta por falta desta (BEWLEY & BLACK, 1985, LEPRINCE et al. 1993). Alem disso, estas sementes mostram rápida transição da fase de intolerância para a de tolerância a dessecação e as recalcitrantes necessitam que a água permaneça na semente em um conteúdo elevado durante seu desenvolvimento e armazenamento (CHIN, 1988). . Sementes recalcitrantes sensíveis à dessecação não passam pela secagem ao final da fase de maturação e, aparentemente, não são completamente tolerante à dessecação, provavelmente tais sementes iniciam a germinação logo após a maturação e durantes esse processo, poderiam ser vistas como plântulas em desenvolvimento, apresentando os eventos metabólicos associados à germinação (FERRANT et al. 1988, PAMMENTER & BERJAK, 1999), o que não corre com as ortodoxas. 4.3 MÉTODOS PARA A QUEBRA DE DORMÊNCIA DA SEMENTE O atraso da germinação é provocado pela dormência da semente, mesmo estando em condições favoráveis de umidade, temperatura, luz e oxigênio. Há dois terços das sementes arbóreas com algum tipo de dormência, sendo que esse fenômeno é comum em espécies de clima tropical, temperado e subtropical. Essa dormência tem origem na adaptação da espécie a condições 23 ambientais, podendo haver pouco ou muita umidade, incidência de luz, baixa temperatura, que ela se reproduz. Com isso, a dormência é uma estratégia para que a sementes possa se desenvolver quando houver melhor momento propício ao seu desenvolvimento. Há duas classificações para a dormência, uma é a primária na qual as sementes se manifestam desenvolvidas, ou seja, já apresentam dormência e a segunda classificação conhecida como dormência secundária e quando a semente não te dormência, germinam normalmente quando expostas a condições favoráveis, quando estão em condições desfavoráveis são induzidas ao estado de dormência (IPEF, 1997). Como principais causas da dormência listam-se o tegumento impermeável; embrião fisiologicamente imaturo ou rudimentar; substancias inibidoras nas sementes; embrião dormente e combinação de causas que consiste em dizer que na mesma espécie de semente pode haver mais de uma causa de dormência. A família Leguminosae por possuir dureza e impermeabilidade do tegumento da semente teve como os melhores métodos de quebra da dormência a imersão em água quente (BIANCHETTI, 1981; RECH et.al. 1980; BIANCHETTI & RAMOS 1982); (SILVA & SILVA 1983), escarificação mecânica (BIANCHETTI & RAMOS, 1981; ARAÚJO & ANDRADE, 1983) e escarificação ácida (BIANCHETTI & RAMOS, 1981; NICOLOSO et. al 1997; BIANCHETTI & RAMOS 1982 a; SILVA & SILVA 1983). No geral os métodos de quebra de dormência de semente são: a) Escarificação química: método químico, feito geralmente com ácidos (sulfúrico, clorídrico etc.), que possibilita as sementes executar trocas com o meio, água e/ou gases. Quando se usa acido sulfúrico para escarificar a semente, este a destrói pois é um método destrutivo, com isso não há como por a semente para germinar depois. A pesar de ser um método bastante conhecido, a recomendação deste para viveiristas não é muito recomendada devido ao alto risco no manuseio, ter alto custo e baixa capacidade de reutilização do acido (CARPANEZZI & MARQUES, 1981). b) Escarificação mecânica: método muito utilizado, em que se raspa a semente sobre uma superfície áspera (lixa, piso áspero, cimento ou tijolo etc). É usado para facilitar a absorção de água pela semente (IPEF, 2011) 24 c) Estratificação: é um tratamento úmido à baixa temperatura, auxiliando as sementes na maturação do embrião, trocas gasosas e embebição por água (IPEF, 2011). d) Choque de temperatura: é feito com alternância de temperaturas variando em aproximadamente 20ºC, em períodos de 8 a 12 horas (IPEF, 2011) . e) Água quente: é utilizado em sementes que apresentam impermeabilidade do tegumento e consiste em imersão das sementes em água na temperatura de 76 a 100ºC, com um tempo de tratamento específico para cada espécie. . É um método prático, de baixo custo e de fácil manuseio, e é recomendado aos viveiristas (BIANCHETTI, 1981a). f) Água fria: em certos casos é mais adequado deixar a semente em água fria por algumas horas. Assim como são os vários fatores que determinam a dormência nas diversas de espécies de sementes, também são vários métodos usados em laboratórios para fazer que as sementes germinem mais rápido. 4.4 ARMAZENAMENTO DE SEMENTES É na maturação em que as sementes atingem o seu máximo vigor, matéria seca e geminação, após isso a semente começa a se deteriorar acarretando a perda de qualidade das sementes e a armazenagem apareceu como uma solução para diminuir a velocidade de deterioração das sementes afim de manter o embrião inativo. Para o sucesso da armazenagem devem-se seguir as condições de umidade relativa do ar e temperatura do ambiente, fatores importantes a serem observados. Vieira et al. (2001) dizem que as sementes armazenadas de qualquer forma sofrem deterioração de acordo com as variações das características ambientais e das características da própria semente e ao diminuir a luminosidade, temperatura e a umidade de ambos, semente e ambiente, o metabolismo é reduzido e o ataque de microorganismo 25 diminui, consequentemente a longevidade da semente aumenta. Ao armazenar as sementes, estas tem suas qualidades de físicas, fisiológicas e sanitárias preservadas e assim se tem uma semeadura e obtenção de plântulas sadias após a germinação (UFSM, 2004). Existem sementes que podem ser armazenadas por um longo período de tempo sem ter havido tratamento, como as sementes de leguminosas pioneiras, porem há as sementes que necessitam de condições especiais de armazenamento e ambientais. E também se faz necessário embalagens apropriadas para um apropriado armazenamento. Mediante a tudo isso, os meios mais conhecidos para armazenar sementes são câmara fria, a câmara seca e a câmara fria seca, que se adaptam à maioria das situações (VIEIRA et al., 2001). Para armazenar sementes devem-se considerar as variações entres as sementes e entre e dentre os lotes de semente (GROOT et al., 2003). 4.5 A ÁGUA E O PERÍODO DE EMBEBIÇÃO DE SEMENTES Há cinco tipos de água classificadas, que são absorvidas pela semente, são classificados também e os intervalos de potenciais hídricos e de teores de água os quais são definidos de acordo com a mobilidade da molécula e as propriedades termodinâmicas da água (VERTUCCI & FARRANT, 1995). Assim a água do tipo um é encontrada geralmente me sementes muito secas (apresentam valores inferiores a 7,5%de teor de água e potencial hídrico inferior a – 150 MPa) sendo a atividade metabólica restrita e sua remoção pode causar deterioração dos tecidos. A tipo dois (sementes de teor de água entre 7,5% e 20% e potencial hídrico de -11 a - 150 Mpa) tem função de solvente, mas apresenta-se ainda como água não congelável dentro do tecido. No entanto a partir da do tipo três (20% a 33% de teor de água e potencial hídrico entre - 4 a - 11 MPa) a atividade fisiológica da semente com a presença desse tipo de água é prejudicial. A água do tipo quatro (33% a 44% de teor de água e potencial hídrico entre -1,5 e -4 MPa) mostra-se como uma solução concentrada o que se pode iniciar as etapas da germinação. Já a água do tipo cinco (>45% de teor de água 26 e potencial hídrico > -1,5MPa) a solução apresenta-se diluída e a germinação só ocorre quando esta água esta presente (MARCOS FILHO, 2005). Devido a capilaridade e difusão a água consegue se movimentar e penetrar na semente, esse movimento ocorre no sentido de maior para menor potencial hídrico. Na germinação um dos principais fatores influentes é a água visto que a atividade desta na semente é capaz de desencadear uma serie de reações fisiológicas e pode também interferir na solubilidade e concentração da composição de solutos nas células (LEOPOLD & VERTUCCI, 1989). A germinação de uma semente se inicia assim que esta absorve água e termina com o inicio do alongamento do eixo embrionário, identificado pela protrusão da radícula do embrião (BEWLEY e BLACK, 1982). A água é um dos fatores que mais influencia o processo de germinação, pois nesse período a água é absorvida por embebição pela semente e isso provoca a hidratação dos tecidos das mesmas além de ocorrer à intensificação da respiração e de todas as outras atividades metabólicas que resultam com o fornecimento de energia e nutrientes para a retomada de crescimento por parte do eixo embrionário. Ao penetrar no tegumento da semente a água provoca a turgescência das células que ajudam nas trocas gasosas acarretando aumento da atividade metabólica (FERREIRA & BORGHETTI, 2004) e concomitantemente provoca o aumento volume da semente que leva a ruptura do tegumento e facilita a emergência das estruturas internas desta visto que a semente sozinha não conseguiria realizar tal ação (CARVALHO & NAKAGAWA, 2000). Mas se houver excesso de umidade na semente a germinação é comprometida, provocando o decréscimo na germinação já que há impedimento de entrada de oxigênio na semente e redução do processo metabólico resultante. A pesar de já haver estudos relacionados ao limite de desidratação para sementes de recalcitrantes, há poucas pesquisas sobres à magnitude do potencial hídrico das sementes, ou seja, a real atividade energética da água em cada um dos níveis de hidratação das sementes de cada espécie. Após pesquisas sabe-se que a variação entre as espécies, temperatura, permeabilidade do tegumento, pressão hidrostática, disponibilidade de água, área de contato semente/água, forças intermoleculares, composição química, 27 condições fisiológicas e quantidade de poros sobre a superfície do tegumento são fatores que modificam a velocidade de absorção da água pela semente (MAYER & POLJAKOFF- MAYBER, 1979; POPINIGIS, 1985). Cabe salientar que a imbebição segue um padrão trifásico (BEWLEY & BLACK, 1985) em que na fase I há somente um fenômeno físico que ocorre e se completa em 1 ou 2 horas nas sementes cotiledonares e não dependem de sua condição fisiológica, mas é nessa fase que ocorre a liberação de açúcares, aminoácidos e eletrólitos em que a quantidade destes dependem da desorganização da membrana celular, enquanto a fase II ocorre a lenta absorção de água sendo esta 8 a 10 vezes mais longa que a fase I e é nessa fase em que acontece os eventos metabólicos que prepara a emissão da raiz primária, alem de dar inicio a fase III na qual ocorre o início da germinação (CARVALHO & NAKAGAWA, 1988). Alguns autores ressaltam que a taxa de liberação de eletrólitos é bastante elevada no início do processo de embebição, no entanto essa taxa cai a medida em que há reorganização das membranas celulares (SIMON & RAJA-HARUM, 1972; BECWAR et al., 1982; BEWLEY & BlACK, 1985).O modelo proposto por Bewley & Black (1985) considera que a integridade das membranas influi diretamente sobre a eficiência metabólica da fase II,então esse modelo representa um suporte para a busca de informações sobre a qualidade fisiológica das sementes durante as fases iniciais de embebição. As sementes ortodoxas tendem a perder água gradualmente por seus tecidos na época de sua maturação o que pode ocasionar alterações metabólicas e estruturais que condicionam tolerância a dessecação as sementes, sendo assim é favorecida a funcionalidade e integridade dos tecidos no momento da reidratação previamente à retomada do crescimento e desenvolvimento do embrião, durante a germinação. Assim, desenvolver mecanismos de proteção contra os malefícios da perda de água no interior da semente é importante, mas é ainda mais relevante reparar possíveis danos causados pela absorção de água nos tecidos (KERMODE, 1997). Com isso, a etapa de embebição se torna crítica para o processo de estabelecimento de plântula no campo visto que há a possibilidade de possíveis danos celulares causados pela absorção desordenada de água pela semente e devido a falta de mecanismos adequados para reparar e proteger o seu sistema de membranas 28 celulares ocorre dando por embebição (BEWLEY,1997; DE- CASTRO & HILHORT, 2004; MARCOS FILHO, 2005). Os danos provocados pelas embebição podem ser amenizados quando a hidratação da semente ocorre por vapor d’água quando há alta umidade relativa ou quando a taxa do influxo de água é reduzida por meio do revestimento das sementes (DE- CASTRO & HILHORT, 2004), mas as fases germinação podem ser comprometidas haja vista ser possível que sementes com potencial fisiológico inferior apresentem deficiência no processo de reparo e/ ou proteção do seu sistema de membrana na fase inicial de embebição. Mediante a algumas sementes apresentarem quantidade mínima de água em seu interior ao recomendado para haver um teste de condutividade elétrica, a ISTA propõe dois métodos para pré –hidratação: o de pré-hidratação em substrato umedecido e pré-hidratação em atmosfera saturada. Porém há estudos que mostram haver não só diferença entre a velocidade de absorção de água pela semente, mas também diferenças entre lotes de sementes, dependendo qual será o procedimento a ser tomado para a pré- hidratação das sementes (CASTRO et al., 2005; COSTA et al., 2005; RODRIGUES et al., 2006). A duração do período de embebição é necessária, pois esse período auxilia na capacidade do teste de condutividade de distinguir diferenças de qualidade entre lotes de sementes (DIAS et al., 2006). Tendo isso como base, a embebição é essencialmente um processo físico a qual esta relacionada com a permeabilidade de água no tegumento e as propriedades dos colóides que formam as sementes, sendo a hidratação uma das suas principais conseqüências. 4.6 TESTES DE VERIFICAÇAO DO VIGOR E VIABILIDADE DAS SEMESTES 4.6.1 TESTE DE CONDUTIVIDADE ELÉTRICA 29 Para ser realizado um plantio são selecionadas as sementes de alta qualidade e para avaliá-las o teste de germinação é o mais empregado para analisar a sua capacidade em produzir plântulas saudáveis entre lotes de sementes durante o armazenamento ou em condições favoráveis de campo (CARVALHO & NAKAGAWA, 2000), mas esse teste nem sempre mostra as diferenças de qualidades e de desempenho entre os lotes ocorridas em campo e no armazenamento, em conseqüência disso surge o teste de condutividade elétrica, teste rápido, afim de servir como um complemento ao teste de germinação. Delouche & Baskin (1973) propõem que os testes rápidospara avaliar o vigor das sementes em relação à degradação das membranas celulares e a redução das atividades respiratórias e biossintéticas, estão relacionados aos eventos iniciais de deterioração das mesmas. Segundo a International Seed Testing Association (HAMPTON & TEKRONY, 1995), o teste de condutividade elétrica é um dos mais importantes para se avaliar o vigor de sementes, principalmente por fornecer resultados rápidos (em um intervalo de 24h), ser objetivo, possuir facilidade de execução em laboratórios de analise de sementes, além disso, é um teste que não resulta em maiores despesas em equipamento e em treinamento de pessoas (VIEIRA & KRZYZANOWSKI, 1999) e também é um teste considerado eficiente (MATTHEWS & POWELLl citados por MARCOS FILHO et al., 1990). Esse teste pode ser executado pelo método massal, o qual analisa uma amostra por vez e fornece uma media de condutividade da solução da embebição da semente, ou pelo método individual, em que é medida a condutividade da solução de embebição de uma só semente (COSTA, 2004). O método individual é realizado por aparelhos como ASA-610, ASA-220 e ASAC- 1000 que analisam individualmente a qualidades fisiológicas das sementes quando monitora a liberação de eletrólitos de cada semente por meio da quantificação da intensidade de corrente elétrica (uA) que passam por dois eletrodos imerso na solução da água de embebição (MCDONALD Jr. & WILSON, 1979, 1980; MULLET & WILKINSON, 1979; STEERE et al., 1981; RACHIDIAN & LE DEUNFF, 1986; WANN, 1986; WILSON & TRAWATHA, 1991 e WILSON et al., 1992). Ambos os métodos são de padronização simples haja vista que estes são conduzidos em condições controladas de laboratórios. 30 O teste condutividade elétrica tem como princípio básico mostrar a quantidade de eletrólitos liberado pelas sementes durante a sua embebição em água e Krzyzanowsk el al. (1999) diz que esses eletrólitos liberados são diretamente proporcionais ao grau de desorganização da membrana plasmática e da permeabilidade tegumentar. Dentre os fatores que podem afetar os resultados do teste estão qualidade da água, temperatura, duração do período de embebição,grau de umidade e número de sementes testadas (DIAS & MARCOS FILHO, 1995; VANZOLINI, 1998; VIEIRA & KRZYZANOWSKI, 1999, YAKLICH & ABDUL-BAKI, 1975; TAO, 1978; MARBACH & MAYER, 1985; LOEFFER et al., 1988 & HAMPTON et al., 1992).), além de genótipo (VIEIRA et al., 1996, BEDFORD, 1974). 4.6.2 TESTE DE TETRAZÓLIO O teste de tetrazólio também é um teste rápido o qual pode definir a viabilidade de sementes, é confiáveis e baratos, principalmente quando se faz referencia as sementes que possuem longos períodos de germinação como as florestais, frutíferas e forrageiras. Assim como o teste de condutividade, este é conduzido em laboratório. A pesar de ser muito aplicado para definir o vigor das sementes o tetrazólio é destrutivo, ou seja, impede que a semente, utilizada no teste, germine porque esta é destruída. Mesmo o tretrazólio possuindo essa característica destrutiva este poderá se tornar um dos métodos mais viáveis para se estabelecer a viabilidade de sementes fornecendo informações necessárias aos agricultores ou viveiristas (MENDONÇA et al., 2001). O desenvolvimento de uma metodologia que melhor atende cada espécie requer definição das condições mais apropriada para o preparo, pré-condicionamento e coloração das sementes, e nessa etapa a temperatura e o período de pré- condicionamentos são variáveis fundamentais. A eficiência do teste esta ligado tanto a escolha da metodologia, quanto a temperatura e o pré-condicionamento. A facilidade para a diferenciação de tecidos viáveis e inviáveis e a capacidade de diferenciar lotes de qualidade fisiológica distintas são meios para 31 a escolha da metodologia adequada para o emprego do teste de tetrazolio (KRZYZANOWSKI et al., 1999). O tetrazólio, uma solução, sensível a luz, incolor do 2, 3, 5 -trifenil cloreto ou brometo tetrazólio, é usado como um indicador que mostra os processos de redução ocorridos dentro das células vivas e quando o indicador é absorvido pela semente há a alteração da coloração dos tecidos vivos. Esse indicador interatua com os processos de redução das células vivas e recebe íons hidrogênio das desidrogenases e o formazan, uma substância vermelha de caráter estável e não difusível é produzida nas células vivas por meio da hidrogenação do 2, 3, 5 trifenil cloreto tetrazólio. Por meio do resultado dessa reação é notada a coloração vermelha nas áreas vivas nas células o que não ocorre em tecidos mortos, mas em sementes com deterioração ou danos apresentam-se uma coloração intensa. O teste de tetrazólio embora considerado eficiente quanto ao vigor das sementes não fornece maiores informações sobre a percentagem de sementes dormentes e contaminadas por patógenos. (DIAS & ALVES, 2001). Como características vantajosas do teste de tetrazólio é que este não é afetado por condições adversas como ocorre no teste de germinação que é afetado por fungos principalmente, temperatura e tipo de substratos, concentra nas condições físicas e fisiológicas do embrião de cada semente e conseqüentemente fornece a rápida avaliação do material estudado, pode fornecer a possível perda da viabilidade da semente e o investimento em equipamento é considerado barato e simples. Como desvantagem o tetrazólio é um teste destrutível porque durante o experimento a semente é destruída e a solução de sal de tetrazólio é fotossensível. Infelizmente o teste de condutividade e o teste de tetrazólio são mais difundidos para sementes de cultivares agrícola e quase nunca em sementes florestais como segundo relata Piña-Rodrigues e Santos (1988), o tetrazólio não é muito aplicado em espécies perenes, como sementes florestais e frutíferas, porém se fossem poderia ser aplicado rotineiramente ainda porque essas espécies são difíceis de germinar. Mas felizmente metodologias para o teste de tetrazólio vem sendo desenvolvidas com algumas espécies florestais como canela preta (SILVA et al., 1997); jenipapo (NASCIMENTO & CARVALHO, 1998); farinha seca (ZUCARELI et al., 1999); araucária (SOROL & PÉREZ, 2001); canafístula (OLIVEIRA et al., 2001a); 32 copaíba (FOGAÇA et al., 2001); guapuruvu (PAULA et al., 2001); ipê-amarelo (OLIVVEIRA et al., 2001b); louro pardo (MENDONÇA et al., 2001) e pata-de- vaca (KROHN et al., 2001). 4.7 SEMENTES FLORESTAIS EMPREGADAS 4.7.1. Caesalpinia férrea Martius (Pau Ferro) Com o nome científico de Caesalpinia ferrea Martius esta ocorre abundantemente nos Estados de Minas, São Paulo e no Nordeste, principalmente no Ceará e Alagoas. Também há suas sinonímias Caesalpinia ferrea var. cearensis Huber, Caesalpinia leiostachya Ducke.Pertence a família Leguminosae- Caesalpinioideae. Essa espécie possui vários nomes populares como Pau-ferro, Jacá, Ibirá-Obi, Imirá-Itá, Jucá, Pau-ferro-do-ceará, Jucaína, Icainha, Muiarobi, Muiré-itá. É uma arvore de grande porte que pode atingir ate 30m de altura, tem folhas compostas, pinadas, 5 folíolos de até 20 cm e seu fuste é liso e com manchas brancas sobre um fundo escuro. Suas flores são amarelas, pequenas, em cacho e a floração ocorre na estação seca ate o inicio da chuvosa, em meados de novembro até fevereiro, enquanto a frutificação acontece no final da estação seca e se prolonga ate a chuvosa (Figura 2). É uma arvore que da bastantes frutos, sendo estes amadurecem durante o mês de julho até o final de setembro (GALDINO et. al., 2007). O fruto, que é uma vagem, é achatado de casca dura, marrom escuro, com 8 por 2 cm e para extrair as sementes é necessário quebrar o fruto com martelo (ARVORES DO BRASIL, 2011). As sementes germinam em uma amplitude térmica entre 15 a 400C e sua armazenagem pode ser feita pelo menos por oito meses, vide Figura 3. É de grande importância econômicana área farmacêutica e também na construção civil (GALDINO et. al., 2007). Na medicina popular sua casca é muito utilizada, pois tem propriedades antiinflamatórias, analgésica, anticancerígenas e anti-úlceras (BACCHI; SERTIÉ, 1991; CARVALHO el al., 1996). 33 Figura 3. A: Caesalpinia ferrea, B: Caule e C: inflorescência (Fonte: Google imagens) Figura 4. A: folha composta; B: fruto seco com sementes; C: sementes – Caesalpinia ferrea. (Fontes: GALDINO, G. ,FERRAZ, I. D. K. Mesquita, M.R. Descrição morfológica da plântula e diásporos de Caesalpinia ferrea Mart. Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v. 5, supl. 2, p. 747-749, jul. 2007) 4.7.2. Pterogyne nitensTul (Amendoim Bravo) 34 Pertencente a família Leguminosae-Caesalpinoideae a Pterogyne nitensTul conhecida como amendoim bravo e por outros nomes populares como amendoim, amendoim do campo, amendoinzeiro, aroeira brava, bálsamo, baáourinha, bico de anu, carne de vaca, falsa tipa, gonçalo alves, guiraro, ibiraró, iviraró, jacutinga, madeira nova, óleo branco, óleo pardo, passarinho, pau amendoim, pau fava, sucupira, vilão, viraró (IPF,2011). Com ocorrência em floresta estacional semidecídual, floresta ombrófila densa, caatinga, cerrado e com distribuição geográfica nos estados AL, BA, CE, MS, MT, PB, PE, PR, RJ, RN, RS, SE e SP (IPEF, 2011) e segundo o Manual de identificação de mudas de espécies florestais a zona de ocorrência natural é no nordeste do país até o oeste de Santa Catarina e é de crescimento arbóreo, sendo uma planta semidecídua, heliófita e adaptada a solos de baixa fertilidade. A dispersão das sementes é feita pelo vento, anemocoria e a polinização das flores são feitas na maioria das vezes por himenópteros, melitofilia. O período de floração ocorre nos meses de novembro, dezembro, janeiro, fevereiro e março. As flores são de cor amarela medindo 0,4cm, estrutura em cacho do tipo inflorescência, vide Figura 5. Estas são geralmente bissexuais, mas comumente masculinas em um total de 10 a 40 de flores perfumadas em racemos e localizadas na axila foliar, com 3 a 7 cm de comprimento (IPEF, 2011). A frutificação acontece nos meses de maio a agosto, o fruto é seco, de cor avermelhada, do tipo Samara sendo esta falciforme, estipada, contendo uma só semente. Núcleo seminífero oblongo oblíquo, coriáceo, com reticulado denso, característico, nitidamente separado da ala por uma nervura oblíqua bem pronunciada e a ala apical caracteriza- se como transverso venosa, falcado oblongo, suplicada, papiráceo coriácea, com nervura dorsal muito pouco pronunciada (IPEF, 2011). As folhas são compostas, imparipinada e sua disposição são alternas e espiraladas, sendo os folíolos alternos e estipulas rudimentares. O ápice da folha termina com o prolongamento da raque (IPEF, 2011). A madeira é utilizada para moveis finos, folhas faqueadas, lambris na construção civil como vigas, caibros, ripas, tacos e tabuas para assoalhos dentre 35 outros usos. Por fim é uma arvore considerada pioneira e pela sua rusticidade e rigidez de crescimento é considerada ótima para plantios em áreas degradas de preservação permanente (LORENZI, 1992). Quanto a resistência a madeira apresenta dureza janka de 609kg e a percentagem de contrações radial de 3,5% e tangencial de 6,5% (Fonte: DIMAD/IPT/USP disponível no site Wonder Woods). A cor marrom claro ou parda dos frutos (Figura 5) é a indicação ideal para colhê-los e se este estiver marro o poder germinativo da semente já se perdeu e as sementes podem permanecer muito tempo na arvore, mas é necessário coletá-la em uma época determinada afim de evitar danos provocados por insetos. Depois de 50 dias do florescimento as sementes atingem seu máximo tamanho, matem a viabilidade d parcial por 1 ano e seu armazenamento em sala deve ser adotado o inseticida devido ao ataque de caruncho (IPF, 2011). Figura 5. Árvores, e semente alada e flores de Pterogyne nitens (Fonte: Google imagens). 4.7.3. Copaifera langsdorffii Desf. (Copaíba) É considerada uma espécies secundária tardia a clímax, heliófita tolerante a sombra e podendo ser localizada vários estágios de sucessão como em áreas totalmente degradadas até aquelas com dossel em fechamento (SALGADO et al, 2001). Segundo Carvalho (2003) a copaíba atende por muitos nomes comuns 36 como bálsamo, caobi, capaíba, capaúba, coopaíba, copaí, copaíba preta, copaíba da várzea, copaíba vermelha, copaibeira, copaibeira de minas, copaúba, copaúva, capiúva, oleiro, óleo, óleo amarelo, óleo capaíba, óleo copaíba, óleo pardo, óleo vermelho, óleo de copaúba, pau óleo, pau de óleo, pau de copaíba, pau óleo do sertão, podoi, copaibo, cupay, kupay, copaíba da várzea, cupaúva, cupiúva, óleo de copaíba, pau d´óia, pau óleo de copaíba. Essa arvore possui nome científico de Copaifera langsdorffii e pertence à família Caesalpiniaceae (Caesalpinioideae, Leguminosae) e segundo Azevedo (2006) esta é considerada uma espécie típica de Cerrado a qual pode se encontrada desde formação florestal como os de cerradões ate savânico como o campo sujo e cerrado sensu stricto no Centro-Oeste brasileiro. É uma planta hermafrodita, decídua a semidecídua, heliófita, seletiva xerófita, com 5 a 15 m de altura e 20 a 60 cm de DAP (LORENZI, 2000), alem de pertencer ao grupo das plantas oportunistas (IPEF, 2011). Sua copa é densa, globosa (geralmente curto) de coloração avermelhada quando jovem e cor marrom quando adulta, sendo a casta interna, de cor rosada, exaladora de resina de saber amargo (Figura 6). A copaíba distribui-se geograficamente desde o PA, TO, MA, CE, GO, DF, MS, MG, SP até o PR (ALMEIDA et al., 1998; LORENZI, 2000) e também dispersa-se em floresta estacional semidecídua, floresta ombrófila densa e em floresta de araucária (IPEF, 2008). A floração vai de novembro a fevereiro, com pico em janeiro, mas em alguns casos estende-se até junho, já a frutificação acontece de maio a outubro, com pico em julho, extraordinariamente essa frutificação ocorre nos primeiros meses do ano e é essa época que ocorre a maior perda de folhas. A polinização é feita por abelhas, enquanto a dispersão dos frutos ocorre de duas maneiras hidrocórica e zoocórica, algumas aves e alguns primatas os quais apreciam o arilo carnoso. A semente é de cor preta recoberta por arilo alaranjado, carnoso e com mucilagem (Figura 6) Esta é extraída do fruto manualmente, desta o arilo é removido, e após tal procedimento é posta para secar. Sua conservação é a longo prazo já que é uma semente ortodoxa e a secagem e armazenamento é em câmara seca, temperatura igual a 100C e umidade relativa de 30%, podendo 37 manter alta viabilidade e vigor após 4 anos. A dormência das sementes dessa espécie é realizada com tratamento pré – germinativo como imersão em água fria a temperatura ambiental em um período de 18 a 71h, em acido sulfúrico concentrado por 5 a 15 min, escarificação em areia úmida por 15 dias e em éter por 20 min (IPF, 2011). Uma substancia importante a ser levada em consideração, em relação a dormência, é a cumarina a qual é inibidora natural da germinação, enquanto a semente amadurece a cumaria é metabolizada e com isso seu teor diminui na semente e a quebra da dormência favorecida assim como a germinação(MAYER, 1989). Quanto ao uso, a madeira da copaíba, classificada como moderadamente densa (0,7g/cm3), apresentando empenamento na secagem, alburno diferenciado e superfície lustrosa e lisa ao todo, possui várias utilidades construção civil, peças torneadas, coronhas de armas, cabos de ferramentas, cabos de vassoura, implementos agrícolas, carroçarias, miolo de portas, alem disso da casa, ao perfurar o tronco ate atingir o cerne, e da semente é retirado o óleo que é usadocomo remédio para asma, anti- inflamatório, anticoncepcional, doenças pulmonares,sinusite, picadas de insetos, bicheiras em animais dentre outras funções (LEITE et al., 2001). Figura 6. Árvore, flores, caule e corte da madeira, e frutos de Copaifera langsdorffii (Google imagens). 38 5- MATERIAIS E MÉTODOS 5.1 COLETA DAS SEMENTES As sementes de Caesalpinia férrea Martius (Pau Ferro) foram coletadas no período de julho/agosto em 2009 na Asa norte nas quadras 115/116, 306 e 315. As sementes de Pterogyne nitens Tul (Amendoim Bravo) foram coletadas próxima a faculdade de direito no campus Darcy Ribeiro da Universidade de Brasília no período de maio/julho de 2010. As sementes de Copaifera langsdorffii (Copaíba) teve sua coleta em setembro de 2008 na Fazenda da Cachoeira da Ilha- MG As sementes utilizadas foram doações ao laboratórios. 5.2 TESTE DE CONDUTIVIDADE Os experimentos serão realizados no Laboratório de sementes do Departamento de Engenharia Florestal da Universidade de Brasília –UnB. Para a realização do teste de condutividade nas espécies Caesalpinia férrea Martius Pterogyne nitens Tul e Copaifera langsdorffii, os materiais para condução dos experimentos foram: hipoclorito de sódio para desinfecção das sementes, na concentração de 1%- 10ml de hipoclorito de sódio/100ml de água; bandejas de isopor para secagem das sementes; balança para massá- las ; água destilada para embeber as sementes; copos plásticos de 25ml para por água destilada e embeber as sementes, condutivímetro de bancada Q405M da marca Quimis e máquina fotográfica para registrar alguns procedimentos. Foram selecionadas 1200 sementes de três espécies florestais das quais 400 são sementes de copaíba, 400 sementes de pau ferro e 400 de amendoim bravo. Sendo que de cada espécies foram escolhidas, aleatoriamente, 20 sementes para serem massadas e estas foram desinfetadas com hipoclorito de sódio com concentração de 1% por 5 minutos. Estas secaram ao ar livre nas bandejas. Depois desses procedimentos as sementes foram embebidas em 39 água destiladas, individualmente, em copos de plásticos, nos quatro tempos de tratamento adotados de 30min, 60min, 90min e 120min- para analisar o melhor tempo de embebiçao para cada espécie- e já embebidas foram encaminhada para a Câmara de Germinação com temperatura constante de 250C (Estufa incubadora para B.O.D) nos tempos citados. Foram cinco grupos com 20 unidades de amostragem para cada tratamento. Atingidos os tempos de embebição, quando ainda embebidas as sementes a condutividade elétrica (dada em micro siemens / centímetro / grama de semente (μS/cm/ g)) de cada semente de cada espécie foram medidas pelo método individual com o condutivímetro de bancada (Figura 7). As sementes embebidas, classificadas como inviáveis, em que os resultados da condutividade elétrica considerados altos em relação a liberação de exudados na solução, foram separadas para ser aplicado o teste de tetrazólio, afim de confirma se são realmente inviáveis. Figura 7. A: condutivimetro de bancada; B: sementes embebidas em água destilada de Copaifera langsdorffii; C: sementes embebidas em água 40 destilada de Caesalpinia ferrea;D: sementes embebidas em água destilada de Pterogyne nitens. 5.3 TESTE DE TETRAZÓLIO Aplicou-se o teste de tetrazólio, solução com concentração de 0,5%, as sementes classificadas como inviáveis no teste de CE de cada tratamento das espécies selecionadas. As sementes de copaíba, amendoim bravo e pau ferro foram escarificadas- lixadas na lateral para não atingir e danificar o embrião. Imersa no tetrazólio, 25ml de solução de tetrazólio para cada recipiente, foram novamente para a câmara de germinação por um período de 24h. Para esse teste utiliza-se um recipiente de filme fotográfico de cor preta que impede a luz de entrar em contado com a solução de tetrazólio, pois esta o degrada (Figura 8). Realizado o teste, após as 24h, as sementes foram abertas para serem analisadas o seu eixo embrionário de cada uma, a fim de serem classificadas como viáveis e inviáveis contrastando o teste de condutividade elétrica. Figura 8. Recipientes com solução de tetrazolio. Para a análise do teste de condutividade elétrica de cada tratamento de cada espécie foi adotado o delineamento inteiramente ao acaso, havendo cinco repetições com 20 unidades de amostragem para cada espécie por tratamento, quatro no total (30’, 60’, 90’ e 120’). Foi realizada análise de variância sendo ao nível de significância 5%, para Pterogyne nitens, Copaifera langsdorffii e 41 Caesalpinia ferrea com decomposição em polinômios ortogonais para os dados de condutividade elétrica em função do tempo. 6. RESULTADOS E DISCUSSÃO 6.1 O teste de condutividade elétrica e teste de tetrazólio para Caesalpinia férrea Martius A média da massa das sementes foi 0,165g para Caesalpinia ferrea. Durante os procedimentos em laboratório com teste de C.E notou-se que algumas sementes de Caesalpinia ferrea apresentaram valores altos de conditividade, o que indica liberação de exudado na água durante o período de embebiçao (Quadro 1). Alguns sementes com valores de 5-5,99 μS/cm/g, do tratamento 60min foram encaminhadas para teste de tetrazólio, de concentração 0,5%, afim de verificar se os valores abaixo de 6 podem ser realmente consideradas viáveis. Quadro 1. Intervalos do teste de condutividade elétrica da semente de Caesalpinia ferrea Martius. Intervalo de C.E. Percentual de sementes viáveis por tratamento 30 minutos de embebição 60 minutos de embebição 90 minutos de embebiçao 120 minutos de embebição 2-2,99 μS/cm/ g … … … … 3-3,99 μS/cm/ g 2% 2% 1% … 4-4,99 μS/cm/ g 33% 63% 14% 41% 5-5,99 *μS/cm/ g 56% 32% 54% 54% Valores ≥6*μS/cm/ g 9% 3% 31% 5% *Intervalo de valores para algumas sementes serem consideradas inviáveis. De 5-5,99 μS/cm/ g somente para o tratamento 60 minutos. 42 Os resultados do Quadro 2 apontam que as sementes de Caesalpinia ferrea tem uma considerável percentagem de sementes viáveis para os diversos tempos de embebição, o que indica que estas podem ser utilizadas para plantios de mudas já que as sementes encontram se viáveis mostrando um bom estado fisiológico. Quadro 2. Percentual por tratamento de sementes viáveis para o teste de condutividade elétrica para Caesalpinia ferrea Martius. Tratamento (Tempo de embebição) Percentual de sementes viáveis 30 minutos 91% 60 minutos 78% 90 minutos 94% 120 minutos 95% Os valores encontrados no teste de CE (Quadro 3) foram submetidos ao a Análise de Variância, esta foi realizada por meio do programa Genes. Quadro 3. Resultados do teste de variância para todos os tempos de embebição para Caesalpinia ferrea Martius. O coeficiente de variação esta em um nível desejável, 20,91%, esse resultado pode ser explicado pela grande diferença de aumento dos tratamentos. A soma dos quadrados dos tratamentos (tempo de embebição) foram submetidos à decomposição de Polinômios Ortogonais a fim de se encontra o melhor tempo de embebiçao que pudesse explicar o comportamento da condutividade elétrica em função do tempo de embebição para a espécie Caesalpinia ferrea Martius. O melhor tempo de embebiçao para Caesalpinia ferrea foi obtido através modelo cúbico, o qual forneceu um R2= 0,99, com significância de 1%, indicando alta correlação entre as variáveis e por esse Fonte de Variação G.L. QM F Média C.V. Tratamento 3 3318,912 27,178 5,285550 20,907 Resíduo 396 1221,193 … … … 43 obteve-se a seguinte equação: CE = 9,0975 – 0,2197*t + 0,00342*t2 – 0,000015*t3, essa equação proporcionou que o melhor tempo de embebição para Caesalpinia ferrea Matius é o de 90 minutos, pois este apresentou um ponto máximo da função; logo esse tempo pode ser utilizadopara aplicar o teste de condutividade elétrica na verificação do vigor e da viabilidade da espécies referida. Abaixo a Figura 9 mostra o comportamento das variáveis CE x Tempo (tempo de embebição). Figura 9. Comportamento das variáveis CE x Tempo (tempo de embebição) para a analise de regressão cúbica. Os resultados para o teste de tetrazólio para o tratamento de 30 minutos, das 9% inviáveis vindos do teste de TZ, 8% eram inviáveis para o teste de CE. A baixo a Figura 10 mostra algumas dessas sementes. Figura 10. Sementes inviáveis de Caesalpinia ferrea Martius do tempo de embebição 30 minutos. 44 A semente que ainda tem parte do tegumento (Figura 10, primeira semente) a qual mostra o quão não é fácil fazer uma incisão da semente de Pau Ferro- Caesalpinia ferrea. Para o tratamento 60 minutos, das sementes encontradas no intervalo de valores de 5-5,99 μS/cm/ g, representadas por 32%, vide Quadro 1, foram utilizados apenas 19 % para o teste de TZ, sendo uma delas, após teste, encontrava-se sem embrião; verificou-se que todas eram inviáveis. As dos intervalo 6-6,9 μS/cm/g, 3%, também eram inviáveis no teste de CE e notou-se que me TZ também, assim estas totalizaram em 22% de sementes inviáveis. A Figura 11 ilustra os 19 % de sementes inviáveis. Figura 11. Sementes com intervalo de valores 5-5,99 μS/cm/ g, inviáveis, de CE conduzidos ao teste de tetrazólio. No tratamento 90 minutos dos 31% apenas os valores acima de 7 μS/cm/g, 6%, foram utilizados, pois correspondiam valores muito altos, e estes apresentaram 5% de inviáveis e 1% viável. Pelo tegumento da semente de Caesalpinia ferrea ser muito rígido não se consegui fazer o corte transversal da semente com um estilete para observação se estas eram viáveis ou não; então, estas foram novamente submetidas à solução de TZ por mais 24h para que a solução pudesse penetrar a membrana do tegumento e atingisse o embrião (Figura 12). 45 Figura 12. A: sementes inviáveis do tratamento 90minutos, valores acima de 7 μS/cm/g e B: sementes com tegumento muito rígido que foram conduzidas novamente a solução de tetrazolio. No tratamento 120 minutos com foram encontradas 5% de sementes inviáveis no teste de CE e isso também foi atestado pelo teste de tetrazólio (Figura 13). Figura 13. Sementes viáveis para o tratamento 120 minutos. Uma consideração a ser feita a respeito da semente de Caesalpinia ferrea é que além de seu tegumento rígido essa apresenta ainda uma membrana transparente o que dificultar de penetração da solução de tetrazólio (Figura 14) 46 Figura 14. A: Casca com membrana trasparente; B: casca; C: membrana transparente protetora do cotilédone. 6.2 O teste de condutividade elétrica e teste de tetrazólio para Pterogyne nitens Tul. A média das massas das sementes foi 0,1g. As sementes de Pterogyne nitens Tul ao serem submetidas ao teste de condutividade elétrica mostram que poucas sementes não liberaram muitos eletrólitos na água de imbebição. Isso indica que a maioria das sementes de Pterogyne nitens Tul são de boa qualidade, visto que o teste de condutividade elétrica tem o objetivo de avaliar a integridade do sistema de membranas das células do tegumento das sementes, pois quanto maior a organização das membrana, menor será a liberação de eletrólitos e logo menores são os valores de condutividade elétrica, nisso há a menor a qualidade fisiológica das sementes. A abaixo estão os intervalos de valores para CE (Quadro 4) Quadro 4. Intervalos do teste de condutividade elétrica da semente de Pterogyne nitens Tul. Intervalo de C.E. Percentual de sementes viáveis por tratamento 30 minutos de embebição 60 minutos de embebição 90 minutos de embebiçao 120 minutos de embebição 2-2,99 μS/cm/ g 94% 2% … ... 3-3,99 μS/cm/ g 6% 16% … 1% 47 4-4,99 μS/cm/ g … 49% 52% 55% 5-5,99 μS/cm/ g … 26% 46% 40% Valores ≥6*μS/cm/ g … 7% 2% 4% *Intervalo em que algumas sementes foram consideras inviáveis. A porcentagem de sementes viáveis para os diversos tempos de embebição foram altos indicando que as sementes podem ter uma alta viabilidade, pois os valores encontrados demonstram que o lote avaliado apresenta uma boa qualidade fisiológica ( Quadro 5). Quadro 5: Percentual de sementes de Pterogyne nitens Tul.viáveis por tratamento (tempo de embebição). Tempo de embebição Percentual de sementes viáveis 30 minutos 100% 60 minutos 93% 90 minutos 98% 120 minutos 96% Aos resultados do teste de condutividade elétrica foram aplicados a analise de variância através do programa Gene. O Quadro 6 contem os resultados do teste de variância. 48 Quadro 6. Resultados da Analise de Variância dos diversos tratamentos de embebição de Pterogyne nitens Tul. O valor médio de condutividade foi 4,32 μS/cm/ g e o coeficiente de variação é de 19,5% ao nível de significância a 1%, que mostra que houve um razoável controle experimental. Pelo modelo quadrático obteve-se um R²=0,96 e também gerou-se a seguinte equação: CE= 0,4550 + 0,1219*t -0,00065*t2. Esta equação determina que 90 minutos é o tempo de embebição mais adequado para que as sementes de Pterogyne nitens Tul sejam avaliadas pelo teste de condutividade elétrica, o que indica que existe correlação positiva entre as variáveis. A soma dos quadrados dos tratamentos (tempo de embebição) foram submetidos à de composição de polinômios ortogonais a fim de se encontrar o melhor tempo de embebição que pudesse explicar o comportamento da condutividade elétrica em função do tempo para a espécie.. A Figura 15 abaixo mostra o comportamento das variáveis CE em função do tempo de embebiçao. Figura 15. Comportamento das variáveis CE por tempo de embebição realizado na analise de regressão quadrática para Pterogyne nitens. Fonte de Variação G.L. QM F Média C.V. Tratamento 3 1352686 189,826 4,326175 19,513 Resíduo 396 0,7125912 … … … 49 No tempo de embebição de 30 minutos para o teste de condutividade elétrica verificou –se que não houve nenhuma semente considerada inviável. Para valores maiores que eram maiores ou iguais a 6-6,99 µ/cm/g somente foram consideradas inviáveis as sementes que possuíram valores muito altos para o tempo de embebição 60 minutos. Dos 7%, 2% das sementes foram separadas para aplicar a solução de tetrazólio e estas resultaram em inviáveis assim como foi constatado no teste de CE (Figura 16). Figura 16. Sementes inviáveis de Pterogyne nitens para o tratamento de 60 minutos, tempo de embebição. No teste de condutividade elétrica para o tratamento de 90 minutos de embebição verificou-se 2% de sementes inviáveis e ao se aplicar o teste de tetrazólio estas resultaram em ivniáveis. Cabe salientar que a as duas sementes, ao serem retiradas da solução de tetrazolio, apresentaram tegumento muito rígido e, portanto não foi possível no momento cortar a semente para verificar se o embrião foi ou não colorido pelo tetrazolio. Devido a isso foi necessário que as mesmas fossem novamente conduzida ao teste de tetrazólio por mais 24 para que este penetrasse o embrião (Figura 17). 50 Figura 17. A: semente inviável. B: semente inviável, esta com muita coloração,- tratamento 90 minutos para Pterogyne nitens. Assim como o tratamento de 90 minutos de embebição, o de 120 minutos também teve as sementes conduzidas novamente ao teste de tetrazólio, já que não foi possível fazer corte nas sementes. Após retirar novamente as sementes da solução de tetrazólio foi possível fazer o corte da semente e verificou-se que 4% as mesmas resultaram como inviáveis. Figura 18. Sementes inviáveis para o teste de tetrazólio. 6.3 Resultados do teste de condutividade elétrica e teste de tetrazólio para Copaifera langsdorffii Desf. 51 A média